Questions sur les tensions des condensateurs électrolytiques

[invite2a143378]

Bonjour,

La personne dont tu parles, Marc, te rapporte le point de vue d'un fabricant de condensateurs, que j'ai déjà entendu, et avec qui j'en ai discuté. Nous sommes finalement tombés d'accord. Le point de vue du fabricant de condensateurs, qui regarde son condensateur, peut être différent de celui des fiabilistes qui évaluent à l'appareil ou équipement ou le système, sans qu'ils se contredisent.

- Du point de vue du fabricant de condensateurs
L'utilisation prolongée à une tension très inférieure à Vnom produit une dégradation du diélectrique (fine couche d'Al2O3) qui perd peu à peu son aptitude à supporter Vnom. Or, c'est toujours Vnom qui est inscrit sur le boîtier. Le fabricant alors se dit que son condensateur a perdu son aptitude initiale et peut craindre qu'un jour il soit de nouveau soumis à Vnom, ce qui entraînera une conso transitoire de courant pour le reformer (autoréparation). Si on fait ça un trop grand nombre de fois, il pourra même perdre partiellement son aptitude à l'autoréparation.

- Du point de vue de l'utilisateur
Une fois le condensateur câblé dans un appareil qui ne lui imposera qu'une fraction de Vnom, la retombée progressive de la tension que supporte son diélectrique n'aura pas d'inconvénient pour l'appareil. On l'a vu, la diminution de la tension appliquée diminue même le FR du condensateur, donc cela peut faire passer la durée moyenne entre défauts (qui est l'inverse du FR) de 5000 ans à 10000 ans ou de 350 ans à 700 ans mais ça ne doit pas beaucoup t'intéresser, ni toi ni tes clients. En revanche, il est reconnu que la durée de vie du condensateur ne sera pas modifiée puisque pour un condensateur donné elle dépend de la température, du courant efficace, mais pas de la tension appliquée.

Et encore bravo pour ton souci de bien faire.

JA
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[invite2a143378]

Pour ta seconde question, que je n'avais pas vue:

Sans parler du suintement qui traduit souvent une surpression interne anormale, l'étanchéité du contenant du condensateur n'est jamais parfaite, et donc il va perdre peu à peu des gaz (vapeur d'eau ou autres).
Ce phénomène est très lent mais sa vitesse va s'accroître avec la température. Ca fait partie du processus d'usure décrit plus haut, qui conduit à une durée de vie faible à température élevée.
En cas de stockage très long à température ambiante, on conseille de limiter le courant de re-formation en montant la tension peu à peu ou en insérant provisoirement une résistance série qui va limiter le courant.

[Tropique]

Bonsoir,

Il ne faut pas confondre la durée de vie et le FR.
........

Je connais la différence entre durée de vie et FR, et c'est précisément pour cette raison que je trouve l'application du FR aux électrolytiques peu pertinente. Je ne suis d'ailleurs pas le seul:
http://www.illinoiscapacitor.com/pdf...capacitors.pdf

SIC est un fabricant parmi d'autres, qui a ses propres méthodes et coutumes.

Pour ma part, en tant qu'utilisateur, je constate qu'il y a dans l'industrie une variété de méthodes pour tenir compte de la tension dans la fiabilité des condensateurs: certains fabricants n'en tiennent pas compte (en fait, ils l'incorporent dans les marges de façon transparente pour l'utilisateur), d'autres l'incluent sous forme de facteur dans le calcul de la durée de vie:
http://www.zq-hs.com/pdf/service_life.pdf
http://mexico.newark.com/pdfs/techar...ultipliers.pdf
http://www.hitachiaic.com/docs/techn...itor_Guide.pdf
Conclusion:

Donc, pour revenir à la question de Marc: vais-je sensiblement augmenter la durée de vie du condensateur de l'alimentation d'un téléviseur, correctement dimensionné en tension, en le remplaçant par un modèle qui supporte une plus forte tension ?

Je serais beaucoup moins catégorique:
Si ce condensateur a claqué, c'est vraisemblablement qu'il était stressé, d'une ou plusieurs manières, et s'il était utilisé près de ses limites de tension et de température, le remplacement par un modèle de tension de service supérieure procurera dans certains cas un gain significatif de durée de vie; en fait même pratiquement dans tous les cas, puisque le nouveau condensateur aura normalement une esr plus faible, d'où une dissipation plus faible.

[marc.suisse]

En cas de stockage très long à température ambiante, on conseille de limiter le courant de re-formation en montant la tension peu à peu ou en insérant provisoirement une résistance série qui va limiter le courant.

En pratique, cela ne doit pas être évident à réaliser, imaginons que je veuille réparer une platine alimentation avec des condensateurs de mon stock, je monterais donc des condensateurs qui ont été entreposés un certain temps.

Dans ce cas là, je me vois mal faire monter progressivement la tension sur la platine, peut être avec un variac, mais je ne pense pas en arriver là.

Pour bien faire, j'ai décidé de commander les condensateurs au cas par cas chez le fournisseur chez qui le stock tourne beaucoup rapidement que le stock que je pourrais avoir à l'atelier.

Etant donné que je change systématiquement la presque intégralité des condensateurs de la platine, cela me permets de ne pas faire une commande juste pour 2 bestioles ( à Hulk28 ) .

Ensuite, bien avant cette discussion, je commandais dans la mesure du possibles des condensateurs low ESR, voir extra low ESR, mais souvent je ne retrouvais pas les valeurs en uF des condensateurs montés sur les platines défectueuses, je me tournais donc vers de simple condensateurs 105 degrés.

le remplacement par un modèle de tension de service supérieure procurera dans certains cas un gain significatif de durée de vie; en fait même pratiquement dans tous les cas, puisque le nouveau condensateur aura normalement une esr plus faible, d'où une dissipation plus faible.

Et en plus, le condensateur étant plus gros, il dissipera encore mieux la chaleur.

[marc.suisse]

Je rajouterais juste encore une chose :

- Du point de vue du fabricant de condensateurs
L'utilisation prolongée à une tension très inférieure à Vnom produit une dégradation du diélectrique (fine couche d'Al2O3) qui perd peu à peu son aptitude à supporter Vnom. Or, c'est toujours Vnom qui est inscrit sur le boîtier. Le fabricant alors se dit que son condensateur a perdu son aptitude initiale et peut craindre qu'un jour il soit de nouveau soumis à Vnom, ce qui entraînera une conso transitoire de courant pour le reformer (autoréparation). Si on fait ça un trop grand nombre de fois, il pourra même perdre partiellement son aptitude à l'autoréparation.

Mais dans ce cas là ( la montée de tension ), cela voudrait dire que la régulation ne fonctionne pas correctement et donc cela engendrera d'autres défauts que ce simple condensateur, le condensateur fera donc partie des nombreux élément défectueux dû à la montée de tension.

Sauf si j'interprète mal ta phrase et le contexte.

[invite2a143378]

Bonsoir,

Je n'ai sans doute encore pas été assez clair: c'est précisément parce-que le calcul du FR donne des temps de bon fonctionnement beaucoup plus longs que la durée de vie du condensateur, que seule sa durée de vie intervient en pratique dans le choix du dimensionnement du condensateur de l'alimentation d'une télévision. Or, cette durée de vie, au premier ordre, dépend de la température (et donc du courant) mais pas de la tension appliquée. L'exemple chiffré que j'ai donné ci-dessus le montre: le faible FR conduit à des MTBF se chiffrant en centaines ou en milliers d'années pour un de ces condensateurs, alors que sa durée de vie se chiffre en milliers d'heures seulement.
Cependant, que le FR soit mentionné ou non par certains fabricants, il est impossible qu'un composant ait un FR nul et, si petit soit-il, les concepteurs de gros systèmes professionnels comprenant des centaines ou des milliers de composants à faible FR, ont besoin de la donnée FR de chacun pour connaitre, pendant la durée de vie, le MTBF de l'ensemble du système, qu'ils doivent généralement justifier contractuellement.
L'approche des fabricants de composants pour applications professionnelles exigeantes, Sic Safco en est un des rares au monde dans le domaine des condensateurs électrolytiques, est donc beaucoup plus scientifique, leur documentation technique est beaucoup plus complète, et ils sont condamnés à la précision et à l'exhaustivité dans leurs informations. Un coup d'oeil au lien que j'ai donné plus haut devrait convaincre: leur notice technique est très longue, approfondie, ardue il est vrai, mais elle satisfait les demandes exigeantes des grands équipementiers et notamment de leurs fiabilistes.
En ce qui concerne l'affirmation répétée, selon laquelle un condensateur électrolytique a "normalement" un ESR plus faible lorsqu'il supporte une forte tension, elle serait plus intéressante si elle était accompagnée de son fondement physique ou technologique. L'ESR est la somme des résistances des connections, des armatures elles mêmes et de l'électrolyte, et va dépendre du soin qu'a pris le fabricant à minimiser chacune de ses composantes. Des différences d'ESR significatives s'observent donc pour une même tension de service en fonction de la gamme du condensateur, et l'ESR devient très faible sur les séries dites FRS ou TFRS ou professionnelles.
S'il est vrai que chez certains fabricants, on peut observer une plus faible ESR dans une gamme ou partie de gamme haute tension, l'inverse s'observe aussi et il est impossible d'en tirer une généralité. Cette observation doit être complétée par une autre observation: les gammes de condensateurs basse tension sont plus nombreuses et plus diversifiées que les gammes de condensateurs haute tension, chez les fabricants "consumer" en tout cas. Dans ce panel diversifié, on va trouver des condensateurs à bas ESR et des condensateurs à ESR médiocres.

Marc, je suis d'accord avec toi, un condensateur plus gros dissipera mieux la chaleur car il aura aussi une surface de dissipation plus importante. A ESR et courant égal, il sera moins chaud, ce qui augmentera sa durée de vie. Si en plus il a un plus faible ESR (clin d'oeil à Tropique), alors il durera beaucoup plus longtemps que le précédent !
Ta question sur la reformation: elle est conseillée lorsque le temps de stockage est très long. En pratique, je ne pense pas que tu aies à t'en soucier, sauf si un condensateur est resté coincé au fond d'un tiroir pendant des années. Le plus souvent une reformation modérée ne produit qu'un échauffement momentané.
Ta question sur la montée de tension: je suis encore d'accord avec toi. Et donc, si la régulation fonctionne correctement, le condensateur dont le diélectrique s'est un peu dégradé parce qu'il a été longtemps utilisé en dessous de Vnom, ne te posera pas de problème si tu le maintiens dans la même fonction.

Amicalement

Jean Antoine.

[marc.suisse]

Salut Jean-Antoine

Je ne pensais pas que ma question allait aboutir à un débat, fort intéressant d'ailleurs.

Je pense que je vais en déduire les choses suivantes dans le cas de la réparation d'une platine d'alimentation qui permettront de fiabiliser un peu plus cette dernière.

- Montage d'un condensateur supportant une température plus élevé même si dans la plupart des cas rencontrés, il s'agit déjà d'un condensateur 105 degrés.

- Montage d'un condensateur supportant une tension plus élevé, d'une part et suivant les cas pour une baisse de l'ESR, mais surtout pour engendrer une surface supérieur du condensateur afin qu'il dissipe plus facilement la chaleur qu'il produit. *

- Montage d'un condensateur de plus faible résistance série, donc un low ESR, voir un ultra low ESR .

*Encore que comme le souligne Daudet78, un condensateur de plus fort voltage ne sera pas forcément plus volumineux vu l'avancée technologique....

Tiens j'ai envie de chipoter, vous me le pardonnerez volontiers hein

Dans le cas *, si on monte un condensateur plus grand, il sera aussi plus à même de capter la chaleur environnante, ce qui nuira plus que ce qui apporte, ou bien ??

[invite716b7cdd]

Bonjour.

Désolé d'avance de ré ouvrir un ancien post (mais il est très intéressant)

Je vois qu'on parle de plusieurs marques bien connue de condensateurs... Est-ce obligé de passer par ces marque pour avoir du matériel de bonne qualité ???
Les datasheets des marques "asiatique" ne sont pas fiable ? (corée dans mon cas)
Nous utilisons des capa SAMWHA série WB 1000µF 25v en 12.5*20mm : 5000h 105°C / ESR 100kHz : 0.025 R / 2.36Arms 100kHz
Actuellement, je ne connais pas mieux niveau dimension-low ESR.

On est passé à des SAMWHA 1000µF 35Vdc 12.5*25mm (ESR 0.018)
Pas de possibilités d'ajouter des capas ou de mettre des plus grosses.

Je devrais passer sur une marque + connue avec un moins bon datasheet ??? (SIC-SAFCO : ESR = 0.035 <> 0.018 pour la SAMWHA!?)


Le problème : nous commençons à avoir des capa gonflées sur certains type d'équipement.
Nous achetons ces capa depuis 2005. Utilisation : filtrage alim à découpage.
2 type d'alim différentes : +15Vdc; +20Vdc
Fréquence de découpage fixe, environs 90kHz. On régule le temps de fonctionnement de l'alim. 4condensateurs en //
Température du PCB/ambiante : 40°C. Capa à la même température (vérifié à la caméra thermique) (T° max absolue sur toutes nos machines <65°C)
alim 15v : pas de retours
alim 20v : capa gonflée sur des productions de 2007->2009
COURANT mesuré dans la capa (capteur type Rogowski marque LEM) :
Imax pointe alim ON : 3A (courant en forme "dent de scie")
Irms alim ON : inférieur 1.4Arms
Irms sur la période de fonctionnement : <0.8Arms

Là, je sèche un peu. Que faire, sachant que l'on ne verra la modification de fiabilité que d'ici 2-3ans ?
On est passé à 6condensateurs 35V en // (Imax pointe réduit à 2.5A) ...

D'autres bonnes idées ???

Merci beaucoup
F.blabier

[invite875434567890]

Bonjour à tous. Désolé je n'ai pas le temps de lire la totalité de vos interventions, je m'attache à mon expérience pratique.
Dans le domaine de l'électronique grand public, je m'attache personnellement à remplacer certains modèles de condensateurs chimiques, par d'autres ayant la capacité de pouvoir résister à une DDP plus importante ainsi qu'une température plus élevée.
Je suppose qu'il est plus économique pour un fabricant de mettre un condensateur ayant une limite juste au dessus de la tolérance.
J'observe des pannes chroniques qui ne se répètent plus en choisissant des pièces susceptibles de supporter plus.

[invite716b7cdd]

Merci de votre réponse.

je comprends bien qu'en remplaçant un truc standard 1000h-80°C par un "long life / low ESR 105°C", ca fonctionne mieux.

Mais ici on avait déjà, au départ, un 5000h 105°C ultra low ESR ...
D'où ma question.

Merci,
F.blavier

[Kissagogo27]

bonjour, combiend e temps est garanti de ultra low ESR par le constructeur ?

possible qu'un condensateur neuf ayant un ESR plus grand neuf d'un fabricant connu tienne mieux cette caractéristique dans temps qu'un ESR plus bas d'un constructeur tiers ...

tous les condensateurs que j'ai eu a changer, venaient pour ma part d'appareil daté de 2003 a maintenant, et a chaque fois, c'était des marques chinoises ... n'étant qu'un amateur, j'ai replacé tous ces modèles défectueux que par des remplaçant d'occasions récupérés mais de marque connues japonaises ou autre, Rubycon et compagnie, et jusqu'a maintenant mes réparation d'amateur résistent assez bien ^^ a voir dans le temps si elles tiendrons plus longtemps dans le temps ... ( juste quelques années a patienter ... )

par contre dans le cadre du retour de vos pièces en SAV , avez vous la possibilité de comparer selon le temps de vie avant panne de vos alimentations, de faire des mesures comparatives de tenue dans le temps des condensateurs sur des appareils n'étant pas en passe a cause de ceux ci ? c'est mon coté maintenance qui ressort

[invite716b7cdd]

On récolte assez peu de données pour faire des statistiques...
Je vois juste des retours sur les années fin 2007 -> 2009 (environs 15pcs maintenant).
1panne d'alimentation. Le reste étant des pannes sans rapport avec l'alimentation (mais les capas d'alim commençaient à gonfler également)
Le matériel peut rester sous tensions 24h/24 même si il n'est pas utilisé (auxiliaires sous tension, matériel industriel sur ligne de production)
Ca fait une durée de vie de 10.000-30.000h. Pas impossible, mais très très mauvais pour une série long life 105° utilisée à +/-50°C!
Sinon ce constructeur à l'air quand même fort sérieux (à part la série WB) - distribué notamment par RUTRONIK et FUTURE ELECTRONICS (fournisseurs pour l'assemblage électronique)

Pour ce qui est d'une capa meilleure sur papier que notre samwha, je viens de trouver la nouvelle série de PANASONIC :
PANASONIC EEU FR 10.000h 105°
1000µF 35v : 12.5*20mm / 0.018R - 2600mA et pour l'encombrement 12.5*25mm : 1200µF 35V / 0.015R 3190mA !!
Plutôt pas mal. Elles sont moins chère et meilleure que la série FM de panasonic (mais fabriquées exclusivement en Malaysie)
Elles coûtent environs 2x plus chère que les Samwha ^^

[invite716b7cdd]

Juste pour dire que je viens de recevoir les condensateur Panasonic série FR.

Et je suis un peu étonné en voyant le marquage de ceux-ci :
Aucune marque indiquées !!
Juste 1200µF 35Vdc et une inscription qui à l'air de correspondre à un numéro de lot!
Ah si, en tout petit: "105°C FR"

Les étiquettes sur la boites en carton sont bien de panasonic, mais rien sur le condensateur.
Je suis allé voir sur le site de panasonic, j'ai bien acheté chez un fournisseur agréé par eux (le stock de chez "MOUSER" est même repris sur le site panasonic - Mouser appartient à tti, distributeur professionnel)

Je suis un peu étonné de la présentation du condensateur. On dirait un produit blanc !!!
En espérant que cette série me donnera satisfaction.

bàv

[Kissagogo27]

bizarre bizarre ...

[marc.suisse]

Bonjour à tous et particulièrement à F.Blavier

C'est très intéressant d'avoir des retour d'une personne utilisant des condensateurs dans un cadre industriel avec un fonctionnement très intense.

Tu dis ceci :

Pour ce qui est d'une capa meilleure sur papier que notre samwha, je viens de trouver la nouvelle série de PANASONIC :
PANASONIC EEU FR 10.000h 105°
1000µF 35v : 12.5*20mm / 0.018R - 2600mA

C'est quoi exactement ces 2600ma ?

En ce qui concerne les condensateurs, pourquoi ne pas questionner ton fournisseur ?

[invite716b7cdd]

Oui j'ai résumé un peu pour poster mon message...

Les 2600mA correspondent aux ripple courant permanent maximum à 100kHz.
Ce sont des données datasheets. Tous les condensateurs électrolytiques "low esr - high ripple" ont ces données dans le datasheet (donné pour 100kHz. Les capa entrée gamme ont des valeurs pour un ripple à plus faible fréquence, à 10kHz je pense)

Ce sont les bon condensateurs. Mais j'ai été étonné du marquage très "light" de panasonic.
Concernant le fournisseur, c'est un fournisseur agréé par panasonic "internet" (comme farnell ou radiospare) pour avoir des condensateurs de stock.
Le délai chez "arrow" est je pense d'environs 16semaines.

bonne journée à tous

[marc.suisse]

Salut et merci de ta réponse

En ce qui concerne le ripple current, cela m'était sortis de la tête, mais j'avais ouvert cette discussion en son temps : http://forums.futura-sciences.com/el...veut-dire.html

Si j'ai bien compris, il s'agirait du courant d'ondulation, mais j'ai de la peine à comprendre ce terme en pratique, est-ce cela correspond qui transite au travers du condensateur ?

Pour les condensateurs Panasonic, j'avoue n'en avoir jamais vu de gonflés dans les téléviseurs de la même marque, ils doivent donc être de bonne qualité.

[invite716b7cdd]

oui, c'est le courant d'ondulation qui "transite au travers du condensateur"...

Pour expliquer par un exemple, on pourrait comparer celà à une cuve d'eau (à niveau constant) avec un robinet d'alimentation et un robinet de service..
(le condensateur est une réserve d'énergie)
le courant vaut i= C dv/dt

[marc.suisse]

Salut, merci pour ta réponse

C'est quoi exactement les termes de DV et DT ?

Désolé d'abuser

[biloux911]

Bonjour,

dv/dt signifie la dérivée (la variation) de la tension par rapport au temps.

[bobflux]

Je suis un peu étonné de la présentation du condensateur. On dirait un produit blanc !!!

Si ça vient de Farnell, DigiKey ou Mouser il y a quand même très peu de chance que ce soit des contrefaçons. Je n'achèterais pas ce genre de composants sur ebay !...

J'ai utilisé des capas dans ce style (Nichicon R7 et LF, Panasonic...) et la "livrée" est très sobre : cylindre en alu brut (avec vernis isolant tout de même), et un petit marquage sur le dessus, la couleur correspond au type et tu as juste "capacité - voltage - série" (pas évident d'en mettre plus sur le sommet d'un cylindre de 8mm de diamètre !). Par contre t'as intérêt à te rappeler de la marque, parce que les Panasonic ont exactement le même look, mais bien sûr pas les mêmes séries ni couleurs...

Ces capas sont faites pour une implantation dense, donc elles sont marquées sur le dessus et pas sur les côtés.

Quand à la qualité du produit, une Nichicon LF de 270µF/16V, 8mm de diamètre, est donnée pour 2000h à 105°C, 9 mOhm, et 5A de courant d'ondulation ! À 1-2A de ripple (découpage à 100-250 kHz) aucun échauffement, et la tension de sortie est vraiment propre. Vu que la température à l'intérieur du boîtier ne dépasse pas 40-50°C, je ne pense pas avoir à les changer prochainement...

Évidemment c'est pas du tout le même style qu'un condensateur "gros barreau de chaise" de chez Sic Safco avec lequel tu peux assommer un boeuf, mais c'est la même idée : que ce soit en popote amateur ou en petite série, le coût de développement est largement supérieur au coût des composants, alors je préfère pas économiser sur le matos pour ne pas être emmerdé !

> Si j'ai bien compris, il s'agirait du courant d'ondulation

Cas d'une alim à transfo de base : la charge consomme 1A, le pont de diode recharge la capa (mettons au pif) 10% du temps, donc 10% du temps elle voit un courant de 9A, 90% du temps elle voit un courant de -1A... tu peux donc dire que le courant d'ondulation est "entre 1 et 9A" (il faut calculer la valeur RMS) mais dans ce cas le calcul est un peu pifométrique, parce que plus la capa (et le transfo, les diodes...) ont une ESR élevée, plus le temps de conduction des diodes sera long, et donc moins le courant de pic sera élevé... donc si tu remplaces une capa pourrie avec une ESR énorme par une avec une ESR minuscule, le courant de pointe va changer... C'est pas évident à calculer, le mieux dans ce cas est de mesurer et de prendre une marge de sécurité.

Pour une alim à découpage c'est beaucoup plus simple,

- avec un buck par exemple l'inductance voit le courant moyen dans la charge (Io), plus une ondulation (+/- Ir); le condensateur absorbe cette ondulation, c'est le "ripple current", que tu calcules donc en même temps que le reste du convertisseur à découpage

- avec un boost l'inductance voit un courant (IL) supérieur, mais ne débite dans le condensateur qu'une certaine partie du temps, donc le condensateur a un courant de décharge égal au courant moyen dans la charge (Io), et un courant de charge égal à IL-Io quand l'inductance débite dedans, encore une fois à calculer avec le reste du convertisseur en fonction du rapport cyclique, etc.